Tāds tagad noderētu – zinātnieki rada audumu, kas atdzesē par 5 grādiem  (10)

Šobrīd viens no bieži izmantotajiem paņēmieniem, kā neabsorbēt tik lielu daudzumu saules izstarotā siltuma, ir vasarā ģērbties drēbēs, kas šūtas no gaiša auduma. Tas atstaro vairāk redzamās gaismas. Vēl viena metode – audums, kas atstaro arī UV starojumu un tuvo infrasarkano starojumu (NRI – near infrared radiation). Šis starojums uzsilda objektus, kas to absorbē, bet atdzišanas procesā šie objekti emitē NRI. Tuvo infrasarkano starojumu bieži absorbē ūdens molekulas, tādējādi uzsildot apkārt esošo gaisu.

Savukārt vidējā infrasarkanā starojuma (MIR) viļņi ir garāki – klasifikācijas atšķiras, bet parasti runa ir par viļņiem ar garumu no 2,5 mikrometriem līdz 25-50 mikrometriem. To enerģija tādējādi netiek tik labi absorbēta apkārt esošajās molekulās – siltumu iespējams novadīt efektīvāk un pēc būtības ātrāk atdzesēt apkārt esošos objektus. Šo principu inženieri izmanto jau šobrīd, izstrādājot, piemēram, īpašus materiālus un krāsas ēku jumtiem, kas nodrošina efektīvu pasīvo dzesēšanu.
Cilvēka āda vidējo infrasarkano starojumu izstaro dabiski. 2017. gadā Stenforda Universitātes zinātnieki izstrādāja audumu, kas efektīvi laiž cauri MIR, tādējādi atdzesējot valkātāja ādas virsmu par aptuveni trim grādiem pēc Celsija. Taču šis audums bija ārkārtīgi plāns – tikai 45 mikrometri jeb trīsreiz plānāks par ļoti plāna lina auduma kreklu. Tas rada vairākus citus izaicinājumus, piemēram, kā tik plāna auduma apģērbu padarīt izturīgu.

Ķīnas zinātnieki izpētījuši metodi, kā dzesējošu audumu padarīt biezāku. Tā vietā, lai izstrādātu tādu audumu, kas vienkārši pa taisno laiž cauri ķermeņa izstaroto MIR, pētnieki radījuši vairāku slāņu audumu, kas ķermeņa izstaroto MIR vispirms absorbē, tad reemitē apkārtējā vidē. Audums, kas sastāv no sintētisko šķiedru un polilaktīda (biopolimērs) sajaukuma, kurā iestrādātas titāna dioksīda nanodaļiņas, ne tikai reemitē MIR, bet arī veic visus iepriekš minētos uzdevumus, kas palīdz absorbēt mazāk siltuma – gan atstaro redzamo gaismu, gan arī ultravioleto un tuvo infrasarkano starojumu. Viens no darba līdzautoriem – Huadžunas Zinātnes un tehnoloģiju universitātes pētnieks Tao Guaņmins – skaidro, ka šāda auduma krekls izskatās pēc parasta krekla (auduma biezums ir 550 mikrometri), bet pēc būtības optiski tas ir gluži kā spogulis.

Lai pārbaudītu, kā šis audums pilda iecerēto funkciju, pētnieki izgatavoja vesti, kur viena puse pašūta no baltas kokvilnas, bet otra – no jaunā materiāla. Vestē ietērpts students pēc tam stundu pavadīja zvilnī tiešos saules staros. Pēc tam pētnieki mērīja viņa ādas temperatūru, un āda tajā pusē, kas bija zem jaunā materiāla, bija par teju pieciem grādiem pēc Celsija vēsāka nekā otra. Kontrasts bija acīmredzams infrasarkanajā kamerā, un Tao apgalvo, ka arī pats "izmēģinājuma trusītis" esot sajutis vērā ņemamu atšķirību.

Ji Ciu, kas piedalījās 2017. gada Stenforda Universitātes veiktajā pētījumā, norādīja, ka šie rezultāti ir patiesi interesanti, taču norādīja – līdz šim MIR emitējošas tehnoloģijas pārsvarā lietotas tikai uz stacionārām virsmām, kas konstanti pavērstas pret sauli (jumti, ēku sienas utt.). Šajā gadījumā arī jaunā auduma izmēģinātājs bija stacionārs – gulēja zvilnī. Lai gūtu pilnīgāku ieskatu par materiāla īpašībām, jāveic testi, kur šāda krekla nēsātājs dara ikdienišķas lietas, piemēram, staigā. Vēl viens būtisks aspekts – izmēģinājuma veste bija cieši pieguloša ādai, kas ir nepieciešams faktors šīs tehnoloģijas efektīvai darbībai. Jautājums paliek, vai saglabājas kāds dzesējošs efekts arī tad, ja apģērbs ir vaļīgs, kā lielākā daļa drēbju, ko cilvēki velk mugurā vasarās. Tātad – progress pasīvās dzesēšanas jomā ir visai straujš, pie šīs aktuālās problēmas pasaulē strādā daudzi, taču aizvien gana daudz darāmā, lai šie risinājumi kļūtu par praktisku ikdienas sastāvdaļu.

Tikmēr Tao ar kolēģiem jau uzrunājis ražotājus, lai šo risinājumu nogādātu plaša patēriņa apritē. Ražošanas cenas, iestrādājot apģērbā šādu tehnoloģiju, pieaugtu tikai par 10 procentiem, sola pētnieki.

Pētījuma kopsavilkums lasāms, klikšķinot te.